可穿戴、可植入、生物型人工肾能够提高生活质量，延长患者生命。
3个研究小组采取了不同方法制作人工肾，但都有一个相同的目标：让患有肾衰竭的患者摆脱现在的常规透析。透析维持着患者的生命，但也令他们非常痛苦。
一般患者每周要去3次诊所，连接上透析机，然后躺三四个小时，血液通过机器循环出身体然后再流回体内。透析机代替正常工作的肾脏过滤出有毒的代谢废物，维持电解质平衡，移除多余水分。
除了耽误时间和行动受限以外，大部分患者还需要仔细控制饮食和液体摄入，以保持两次透析之间的身体健康。匹兹堡大学医学院肾病专家史蒂文•韦斯伯德（Steven Weisbord）表示，患者还得忍受许多副作用。他的研究记录了一些副作用，如极度疲劳、抑郁、低血压和肌肉痉挛。“它是患者的救命稻草，”韦斯伯德说，“但（透析）也意味着生活质量的大幅降低和一些烦人的症状。”
以下3种方法可能产生更好的效果。
佩戴式肾脏
可穿戴人工肾（WAK）看起来很像一条笨重的腰带。最新的临床试验中，患者24小时佩戴WAK进行连续治疗，结果有好有坏。因为技术问题，该研究提前终止，但其发明者表示这些问题都可以修复，而且强调，这款设备既为试验对象提供了有效的治疗，也提供了更高质量的生活。
使用一般的透析机时，血液流进一个管状透析器，废弃微粒穿过一层薄膜进入溶液被带走。在这条5公斤重的WAK腰带里，溶液在微型透析器里循环，然后返回盒中，毒素在盒里被吸收，所以溶液可以被再次循环利用。
在这场由华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校开展的24小时试验中，这款电池供电可穿戴设备像一般的透析机一样有效清除了血液中的毒素。
试验对象的经历表明，WAK能提高生活质量，因为他们可以在治疗期间四处行走或者睡觉。而且不同于一般的透析患者，他们还可以想吃什么就吃什么，想喝什么就喝什么。
然而，技术问题也很严重：7位试验对象遇到了管子缠绕、泵送不稳定，以及电池和吸收盒需要替换的问题。最重要的是，在WAK的溶液循环中发现了气泡，如果它们到达心脏或大脑，就非常致命。这款设备配有气泡报警和排气口，但研究人员还是计划进行重新设计，以减少气体产生和提高通气能力。
WAK不能有任何瑕疵，才能实现研究人员在JCIInsight上发表的文章中提出的终极目标：“患者和护理人员能够在家庭环境中独立使用和管理WAK来进行治疗。”
半机器半生物肾脏
1998年，加州大学旧金山分校和俄亥俄州克利夫兰医学中心的研究人员启动了“肾脏项目”（KidneyProject），结合机械部件和生物部件制作一个“生物型人工肾”。
这款可植入设备的大小与咖啡杯差不多。血液首先流入一个过滤单元，过滤单元通过一层硅膜去除废弃微粒和其他分子；然后，过滤后的血液会流经一个包含活的肾细胞的生物反应器单元，将糖分和盐分送回血液中。生物反应盒中的细胞来自不适合移植的捐赠肾脏。
研究人员尚未对整个半机器半生物肾脏样品进行测试，但就各个单元测试来说，还是很有前景的。其中一项研究在重症监护室急性肾衰竭患者身上测试了生物反应器。患者被分为两组，一组的血液只通过一台透析器循环，另一组的血液既流经透析器，也流经一个体外生物反应器单元。实验对照组的存活率（180天后测量）为39%，而生物反应器组的存活率达到67%。
“肾脏项目”正在积极募集资金以实现目标——制成一台提供“治愈方法而不是治疗方法”的商用设备。去年，美国国立卫生研究院向这些研究人员拨款600万美元，推进临床试验。他们希望能在2017年末开始临床试验。
植入肾脏
第3位竞争者来自一家年轻的创业公司，其刚刚获得了旧金山生物科技企业加速器IndieBio的投资。Qidni实验室正在制作一个可完全植入的人工肾，利用纳滤系统模仿肾脏器官的功能，到目前为止，甚至能将代谢废物排入膀胱。公司创始人莫特扎•艾哈迈迪（Morteza Ahmadi）只透露了其硬件系统的基本信息，不过他说样品在7月份移植到猪体内后，工作得很好。
艾哈迈迪自2010年开始研究小型透析系统，当时他还是滑铁卢大学（位于加拿大渥太华）的一名博士生。就像“肾脏项目”的研究人员一样，他决心用超薄晶体硅制作一台血液过滤器。得益于半导体行业制造技术的完善和提高，这种孔径5~20纳米的硅膜可以实现量产——这一尺寸足以让废弃微粒通过，而不过滤掉血细胞，因为对血细胞来说，这个尺寸太小了。
2013年，在一篇论文中，艾哈迈迪及其同事提到，这种超薄晶体硅很有挑战性，因为它很容易破裂。而且，由于硅会引起免疫反应，所以这种薄膜外面必须镀一层生物相容材料。艾哈迈迪不愿意说他的设计团队是如何解决这些问题的，也没有说如何给这款可完全植入设备供电。但是，他表示，这款设备能够持续多年过滤患者的血液，无须进行维护或清洗，因此能够实现他的目标：“我们的想法是永久性地把患者从透析机器中解放出来。”他说。
作者：Eliza Strickland